颗粒增强铝基复合材料阳极氧化与耐蚀性的研究

基体中加入与铝合金基体电位不同、高体积分数的碳化硅和石墨颗粒增强材料,可能导致材料的耐蚀性降低.采用盐雾腐蚀和硬质阳极氧化方法对4种喷射沉积制备的颗粒增强铝基复合材料和一种喷射沉积锭坯颗粒增强铝基复合材料的腐蚀行为及阳极氧化工艺进行了研究.结果表明,颗粒增强铝基复合材料具有较高的腐蚀率,腐蚀形态均为明显的点蚀;在适当阳极氧化工艺条件下,颗粒增强铝基复合材料表面可以制得优良耐蚀性的硬质阳极氧化膜.     

高活性铝合金阳极材料的电化学性能

铝合金由于具有能量密度大、密度低、材料来源丰富、价格便宜及绿色环保等优点,正成为一种理想的新型阳极材料.为推动铝阳极电池的实用化,研制新型高电性能铝合金阳极材料有重要的意义.制备了Al-Ga-In-Pb-Mg,Al-Ga-In-Pb-Mn,Al-Ga-In-Pb-Sn 3种新型铝合金阳极材料.采用腐蚀失重法、排水法和电化学方法分别测试了合金的自腐蚀速率、析氢速率及电化学性能,并采用扫描电镜(SEM)观察了铝合金阳极腐蚀后的表面形貌.结果表明,新型铝合金阳极具有较负的开路电位、低的自腐蚀速率和析氢速率,其中以Al-Ga-In-Pa-Mn-合金的开路电位,Al-Ga-In-Pa-Mg合金的自腐蚀速率和析氢速率最低;并且随着极化电位的升高,各合金均具有较高的电化学活性;同时,3种合金在放电状态下均具有稳定的工作电位.     

分离器用新型铝基牺牲阳极的研制

针对油气田分离器用铝基牺牲阳极出现的电流效率低和局部掉块问题,采用正交试验法,依据国家标准加入不同含量的Zn,In,Mg和Ti等合金,开展合金元素含量对阳极电流效率及溶解性能影响规律研究,研制新型高效铝基牺牲阳极.结果 表明:Mg和Zn对电流效率的影响较大,In和Ti影响较小,各元素含量的变化对电流效率的影响趋势不同.Mg含量是影响阳极腐蚀均匀性的主要因素,Mg在铝合金阳极中会形成第二相,导致表面局部电位发生变化,进而形成微电池,加速局部腐蚀;而Ti具有细化晶粒的作用;若Mg和Ti2种元素搭配不当,会导致局部偏析,发生掉块问题.正交试验极差法分析可知,阳极的最优配方为0.5 ％Mg-4％Zn-0.035 ％In-0.045％Ti,能够显著提高阳极的电流效率,改善试样溶解的均匀性.     

杂质元素对铝基牺牲阳极的影响研究进展

铝合金牺牲阳极广泛应用于海洋环境的阴极保护中，近年来得到快速发展。研究发现除合金元素外，杂质元素种类和含量对阳极性能也有重要的影响，综述了3种常见的杂质元素Fe、cu、si对铝合金牺牲阳极性能的作用规律和机理，阐述了降低杂质元素对牺牲阳极性能不利影响的方法，在制备铝合金阳极时，应综合考虑铝锭纯度、阳极配方、制备工艺等因...     

电极极化对铝合金应力腐蚀断裂敏感性的影响

为了探讨极化对铝合金应力腐蚀断裂(SCC)敏感性的影响,采用慢应变速率拉伸技术研究了不同恒电位极化条件下7075T6,7075T7351,7075RRA铝合金的应力腐蚀行为.结果表明,在-1 200～-735 mV(vs SCE)电位范围内,无论是阳极极化还是阴极极化,甚至弱极化,都会增加7075铝合金在3.5% NaCl溶液中的应力腐蚀断裂敏感性,无论哪一种热处理状态的7075铝合金在极化电位下的ISSRT均明显高于腐蚀电位下的ISSRT.同时,有阴极极化时ISSRT值随电极极化增强而减小,阳极极化时ISSRT 值有随电极极化增强而增大的趋势.但不同热处理状态的7075铝合金受极化电位的影响程度不同.由此认为,阳极溶解和氢效应都是导致7075铝合金应力腐蚀开裂的重要因素,电化学保护方法并不适用于7075铝合金应力腐蚀断裂的防护.     

LC4铝合金晶间腐蚀电化学机理

用多电极体系研究了ＬＣ４铝合金的晶间腐蚀机理。ＬＣ４铝合金的晶 间区域主要有η（ＭｇＺｎ２）、Ｓ９Ａｌ２ＣｕＭｇ）、α（Ａｌ）（近似纯铝）相及ＬＣ４固溶体。分别测量了上述几种化合物腐蚀电位及随时间的变化、阳极极化曲线以及由各化合组成的多电极体系的事电位及偶合电流随时间的变化曲线，试验结果表明，ＬＣ４Ｔ７３高强铝合金晶间腐蚀的原因是在腐蚀介质中各化合物形成无数个腐蚀微电池，形成沿昌界的阳极溶解通道。     

客车钢板合金化镀层对防腐性能的影响

研究了不同锌铁合金化工艺对ST14钢的镀层及镀层对腐蚀的影响，用光学显微镜观察了合金化层的组织形貌，用X射线衍射方法分析了合金化层表面的相组成，用电位差仪测量了电位，并进行了盐雾腐蚀实验。结果表明：不同工艺的合金化层分别为Г＋δ1相和Г＋δ1＋ξ相；表面化学成分分别为FeZn7和FeZn7＋FeZn11；合金化层的电位分别为-920和-900mV左右，比ST14钢板的电位-620mV小，可作为阳极性涂层对钢铁基体起保护作用。锌铁合金化后的ST14防腐蚀性能远远超过ST14，且单相（61）较之双相（δ1＋ξ）有更好的防腐能力。     

纯镁牺牲阳极的熔铸及其电化学性能和腐蚀形貌

以"硅热还原法"生产的纯镁为原料,采用金属型铸造工艺浇铸了纯镁牺牲阳极,考察了纯镁牺牲阳极的杂质含量在熔铸过程中的变化趋势及其电化学性能和腐蚀形貌。结果表明:纯镁牺牲阳极杂质含量仍然保持较低水平,其电化学性能满足ASTM 843-2003的要求,电流效率最大值达到了54%;纯镁牺牲阳极的开路电位取决于α-Mg基体的电位,α-Mg基体固溶元素较少,电位较负,开路电位较高,其最大值达到了-1.74V(vs SCE)。     

提高海水温度对锌合金和铝合金牺牲阳极电化学性能的影响

研究了提高海水温度对锌合金和铝合金牺牲阳极电化学性能的影响。结果表明，锌合金和铝合金牺牲阳级的电化学性能都随着海水温度的提高而变劣；凡是发生晶间腐蚀的合金，其晶间腐蚀程度都随着海水温度的提高而加剧。低含铝量的锌－铝－镉合金阳极在７０℃海水介质中，工作电位仍负于－１．０１０Ｖ，电流效率＞８０％，阳极工作表面溶解均匀，且不产生晶间腐蚀。     

铝合金阳极微观组织对其性能的影响

在研制高效铝合金阳极的基础上，运用现代分析技术，考察了合金枝晶形态，日粒大小，第二相粒子特征等微观组织因素对铝阳极电化学性能和表面溶解状态的影响，结果表明；合金枝晶的粗细均匀程度决定了阳极表面溶解的均匀性；日粒越细小阳极电流效率越高；具有大小均匀，形态规则，数量适中的第二相粒子的铝阳极表现为较为的综合电化学性能。     

低温条件下铝合金阳极电化学性能研究

研究了铝合金阳极在低温条件下的电化学性能,在2~3℃低温条件下,对铝合金牺牲阳极电化学性能进行了DNV-RP-B401-2011测试和NACE-TM0190-2006测试,结果表明,同种化学成分的条件下,样品1的溶解形貌和电化学数据均好于样品2的结果,3种不同成分的铝合金阳极中,样品4的电化学性能结果最好。在2~3℃低温环境下,由于活性元素的反应活性更弱,铝合金牺牲阳极电化学性能DNV-RP-B401-2011测试结果与NACE-TM0190-2006测试结果相比,前者溶解形貌要更差一些。阳极中微量元素的精确控制和均匀分布,对铝合金牺牲阳极的电化学性能和溶解性能影响较大。      

镁含量对Al-Zn-In-Mg-Ti-Ga-Mn合金牺牲阳极组织和性能的影响

采用金相显微、扫描电镜以及电化学测试等方法,研究了合金元素Mg含量对Al-Zn-In-Mg-Ti-Ga-Mn牺牲阳极组织及电化学性能的影响。结果表明:随着Mg含量的增加,合金阳极中偏析相逐渐增多,牺牲阳极晶间腐蚀倾向增加,阳极性能降低。当阳极中Mg含量低于2%时,合金中偏析相适中,阳极性能优异。     

铝合金表面激光熔覆铜镍合金涂层的组织、硬度与耐蚀特性研究

为提升铝合金材料的耐蚀性能,探究铝合金与合金熔覆层间的结合机理,本文利用激光熔覆技术在5083铝合金表面制备了不同Ni含量的铜镍合金熔覆层,并利用扫描电子显微镜、X射线衍射分析、硬度测试与电化学性能测试技术,分析了不同Ni含量的铜镍合金熔覆层相组成与组织形貌、铜镍合金熔覆层与铝合金基体的界面组织形貌,绘制了铝元素扩散曲线,分析了海水腐蚀过程中铜镍合金熔覆层的极化曲线。实验结果表明：所制备的铜镍合金熔覆层形貌良好无缺陷,熔覆层由网络状枝晶组成。对合金熔覆层进行XRD分析发现熔覆层主要由AlNi₃与CuNi两相组成。结合SEM、EDS分析,发现合金熔覆层的网络状枝晶为富铝相,即AlNi₃,晶间相为CuNi相。在硬度测试中,由于AlNi₃硬质相的生成,熔覆层硬度得到了提升且随着铝的向上扩散呈现一定的规律,电化学检测结果表明,铜镍合金熔覆层具有比5083铝合金更高的自腐蚀电位和较小的自腐蚀电流密度,可以有效提升5083铝合金在海水环境中的耐蚀性。     

Al-Zn-Mg系铝合金的微合金化研究进展EI北大核心CSCD

Al-Zn-Mg系铝合金作为一种轻质高强合金在航空航天和交通等领域有着重要的应用。获得更高的力学性能以及更优的耐腐蚀性能是Al-Zn-Mg系合金的发展方向,因此需要进一步优化其微观组织。在合金成分和热处理制度调控空间有限的情况下,微合金化成为该合金性能改善的一种重要手段。本文简要总结了微合金化元素对Al-Zn-Mg系铝合金力学性能、热加工行为及耐腐蚀性能的影响,重点关注了微合金化元素在不同工艺阶段下形成的第二相颗粒能有效细化晶粒并强烈阻碍位错运动;讨论了热加工变形过程中钉扎晶界及亚晶界、抑制回复再结晶的作用;阐述了提高合金耐腐蚀性能方法的内在机理。最后对Al-Zn-Mg系铝合金微合金化的研究方向进行展望,深入理解微合金化元素间、主微合金元素间的相互作用机理,实现微合金化元素的精准、精确投放将是未来主要的研究内容之一。明确微合金化元素在热加工过程中对变形组织及位错组态的调控作用将对提高合金耐腐蚀性能提供借鉴。     

Optimization of Manganese and Magnesium Contents in As-cast Aluminum-Zinc-Indium Alloy as Sacrificial Anode

In this study, effects of manganese and magnesium content on the electrochemical properties of Al-Zn-In sacrificial anode were studied in 0.5 mol/L NaCl solution (pH=5). The aluminum base alloy with different amounts of Mn and Mg were melted at 750℃, then casted at molds at 25℃. Corrosion experiments were mounted to determine the optimal eeeect of Mn and Mg on the effciencies of the aluminum alloy anodes. The corroded and unexposed sample surfaces were subjected to microstructure characterization by optical and scanning electron microscopy. Al-Zn-In alloy doped with 0%, 0.01%, 0.05%.0.2% and 0.3% by weights of Mn and 0%, 0.5%, 1.0%, 1.5%, 2.0%, 2.5% and 3.0% by weights of Mg were prepared to determine the effect of Mn and Mg on anode effciency in the environment. The different microstructures of the evolved Al- Zn-In-Mg-Mn alloy were correlated with the anode effciencies. The Al-5.0%Zn-2.0%Mg-0.15%Mn-0.02%In gave the best anode effciency (about 83%). The microstructures of the corroded surface of the optimized alloy revealed decreased distribution of the pockets of localized attacks which are characteristics of pitting (or crevice) corrosion.     

Room temperature corrosion properties of AZ31 magnesium alloy processed by extrusion and equal channel angular pressing

The electrochemical properties of AZ31 magnesium alloy processed by extrusion and equal channel angular pressing (ECAP) were investigated. The electrochemical properties were evaluated using potentiodynamic tests and electrochemical impedance spectroscopy in corrosion solution of 0.1 M sodium chloride. The electrochemical changes of the sample surface were correlated with microstructure evolution. Material processed by extrusion and subsequently by 8 passes of ECAP shows similar or even inferior corrosion resistance to the extruded material after immersion time up to 96 h. However, corrosion resistance of material after extrusion and ECAP is significantly better than that of the extruded material for immersion time of 168 h. This sudden improvement is caused by different formation and fall off of protective corrosion products. Microstructure after extrusion is inhomogeneous and contains relatively large grains, whereas material after ECAP possesses homogeneous ultrafine-grained (UFG) microstructure. As a result, material after ECAP offers more corrosion nucleation sites, but UFG microstructure causes that only smaller clusters of corrosion products fall off the surface. The easier and faster corrosion protective layer restoration on the surface of UFG material after ECAP leads to enhanced corrosion resistance.     

6082-T6铝合金搅拌摩擦焊接接头的微区腐蚀行为

国内外有关铝合金的搅拌摩擦焊接(FSW)接头腐蚀性能的研究主要涉及接头的宏观腐蚀行为,对焊缝微区腐蚀行为的报道很少。通过电化学测试、静态失重试验、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)等试验手段研究6082-T6铝合金搅拌摩擦焊接头不同区域的耐腐蚀性能,发现搅拌摩擦焊接试样在焊缝中间区域的耐腐蚀性能最好,其次依次是搅拌针后方和搅拌针前方,母材的耐腐蚀性能最差。6082-T6铝合金母材、搅拌针前方和搅拌针后方发生腐蚀的类型主要为晶间腐蚀和剥落腐蚀,随着时间增加,晶间腐蚀和剥落腐蚀程度加剧,焊缝中间区域基本不发生腐蚀。母材和搅拌针前方晶内沉淀相为针状沉淀相,在晶界附近存在沉淀无析出相;晶界析出相富含Mg和Si元素,晶界析出相和沉淀无析出带之间以及晶内基体与沉淀无析出带之间存在腐蚀原电池,导致腐蚀较严重;搅拌针后方和焊核区由于受到轴肩和搅拌针作用,焊后位错减少,组织细化,降低形成局部腐蚀原电池倾向,导致耐腐蚀性能较好。通过对腐蚀后FSW接头铝合金的微观组织形貌观察,结合试验所得到的微观组织,确定了影响接头腐蚀行为的原因和相应的腐蚀机理,为拓展6082-T6铝合金的运用范围提供理论依据。     

钛合金表面阳极微弧等离子体渗硼层的研究

采用阳极微弧等离子体技术研究了钛合金表面渗硼层的微观组织和性能。通过光学显微镜、扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、能谱仪(EDS)表征分析了渗硼层的表面和截面的微观组织、形貌、相结构、渗层元素分布。借助摩擦磨损试验机测试了渗硼层的耐磨性,运用电化学工作站对渗硼后的TC4材料进行了耐腐蚀性测试。结果表明,钛合金表面阳极微弧等离子体渗硼技术制备的渗硼层连续致密。渗硼层主要由金属间化合物TiB2和TiB组成,其与氧化层共同作用,能显著提高钛合金表面的耐磨性。渗硼后的TC4钛合金耐腐蚀性较基体有所降低。表面阳极微弧等离子体技术是一种新型的钛合金表面改性方法。     

包铝层和氧化时间对2E12铝合金硫酸阳极氧化及膜层性能的影响

对保留表面包铝和去除包铝的2E12-T3铝合金采用硫酸阳极氧化处理工艺,研究了包铝层和氧化时间对铝合金阳极氧化行为及膜层耐蚀性的影响。采用扫描电子显微镜观察氧化膜的表面以及截面形貌,应用动电位扫描极化曲线和电化学阻抗谱对膜层的电化学性能进行分析。结果表明:两种铝合金表面均能形成具有防护性能的阳极氧化膜,膜层随氧化时间延长而增厚。富铜的第二相颗粒会使得不带包铝的2E12铝合金氧化膜具有更多孔洞缺陷,甚至出现微裂纹。保留包铝的2E12铝合金表面氧化膜更厚,孔洞缺陷少,耐蚀性更好。阳极氧化30min和45min的2E12铝合金阳极氧化膜具有较低的腐蚀电流和较高的多孔层阻抗,耐蚀性好。